Los residuos de alta actividad son aquellos que contienen concentraciones apreciables de radionucleidos emisores alfa de vida larga y/o emisores beta-gamma con periodos de semidesintegración superiores a 30 años, que pueden generar calor por efecto de la desintegración radiactiva dada su elevada actividad específica. Este tipo de residuos están constituidos esencialmente por el combustible gastado generado durante la operación de las centrales nucleares, en forma de elementos combustibles. Además, en España se contará con una pequeña cantidad de residuos en forma vitrificada, procedentes del reprocesado del combustible gastado de la central Vandellós I (actualmente almacenados en Francia).

La presencia de emisores alfa de vida larga en este tipo de residuos, con períodos de semidesintegración de hasta miles de años, condiciona su estrategia de almacenamiento definitivo, ya que ninguna medida de ingeniería o de vigilancia institucional puede garantizarse en una escala temporal tan elevada.

Además, la generación actual tiene el imperativo ético de gestionar estos residuos de forma que estos no supongan un riesgo indebido para la salud o el medio ambiente de las generaciones futuras y sin imponer cargas indebidas dichas generaciones. Por estas razones, cualquier solución de gestión definitiva debe basarse en el principio de seguridad pasiva, sin requerir la necesidad de mantenimiento permanente de la integridad del sistema de almacenamiento, y sin la necesidad de establecer medidas activas para garantizar el objetivo básico de seguridad, esto es, la protección de los trabajadores, el público y el medio ambiente de los efectos nocivos de las radiaciones ionizantes, en el presente y en el futuro, como recoge la Convención Conjunta de Seguridad en la Gestión del Combustible Gastado y los Residuos Radiactivos, firmada en Viena en 1997. 

En la actualidad, la opción elegida por consenso científico y técnico, como la más segura y eficaz para la gestión final del combustible gastado y los residuos de alta actividad es su Almacenamiento Geológico Profundo (AGP) ubicado en el seno de formaciones rocosas estables (arcillosas, graníticas o salinas) a una profundidad suficiente, que son las que desempeñan la función esencial de aislamiento a largo plazo. Este enfoque se basa en un sistema de barreras múltiples (el contenedor, la barrera de ingeniería y la roca huésped) para garantizar el aislamiento pasivo de los residuos sin necesidad de mantenimiento ni de la intervención humana a largo plazo. En España esta estrategia se recoge en el Plan General de Residuos Radiactivos.